[发明专利]制造五氟乙烷的方法

说明书

本发明涉及一种制造五氟乙烷的方法。本发明更具体地涉及一种通过全 氯乙烯(PER)在气相中在催化剂的存在下的氟化而制造五氟乙烷的连续方 法。

气相氟化方法的要点之一是催化剂的稳定性。

已经提出若干种解决方案以维持催化剂的稳定性。

因此，文献EP 609123描述了一种用于全氯乙烯借助于氢氟酸在混合催 化剂的存在下在气相中的催化氟化的连续方法，该混合催化剂由沉积在由氟 化铝、或者由氟化铝和氧化铝的混合物组成的载体上的氧化镍、卤化镍和/ 或卤氧化镍、以及氧化铬、卤化铬和/或卤氧化铬组成。

催化剂的稳定性证明于文献EP 609123的实施例2中，温度为350℃， 在大气压下，HF/PER比约为7且接触时间为15秒。

在全氯乙烯借助于氢氟酸在催化剂的存在下的氟化期间，形成了化合物 的混合物，其主要为“F 120系列”的化合物，即F 121(CHCl₂-CCl₂F)、F 122(CHCl₂-CClF₂)、F 123(CHCl₂-CF₃)、F 124(CHFCl-CF₃)和F 125(CHF₂-CF₃)、 或它们的异构体。除了“F 120系列”的化合物之外，该混合物特别地含有 F 115(CF₃-CF₂Cl)、F 114a(CF₃-CFCl₂)、F 114(CF₂Cl-CF₂Cl)、F 113a(CH₂Cl-CF₃) 和烯烃F 1111(CFCl＝CCl₂)和F 1112a(CF₂＝CCl₂)。

当该方法在其中全氯乙烯(PER)的转化不完全的条件下进行时，必需的 是将未反应的PER再循环以获得在经济上有竞争力的制造五氟乙烷的方法。 然而，反应物的再循环通常伴随着催化剂的失活。

现在已经发现，离开反应步骤的物流在进行再循环之前的预处理可保持 催化剂的稳定性。

因此本发明的主题是一种制造五氟乙烷的方法，包括(i)全氯乙烯与氢氟 酸在气相中在催化剂的存在下进行反应的步骤，和(ii)分离得自反应步骤的产 物以提供包含氢氯酸和五氟乙烷的轻质产物馏分(A)和重质产物馏分(B)的步 骤，该方法的特征在于，在将包含未反应的氢氟酸、未反应的全氯乙烯、以 及选自三氯二氟乙烷和烯烃化合物例如F1111和F1112a的至少一种化合物 的所述馏分(B)再循环到反应步骤之前，用摩尔比为30-150、优选60-130的 HF/有机化合物在280-400℃、优选340-370℃的温度下对其进行催化预处理。

尽管压力对于催化预处理不是必需的，然而，优选在约等于反应步骤(i) 的压力的压力下，且有利地在高于反应步骤(i)的压力的压力下进行操作。

取决于分离步骤的操作条件，反应步骤中形成的二氯三氟乙烷和/或氯四 氟乙烷可能存在于馏分(A)或馏分(B)中。

馏分(A)还可包含以与碳氟化合物如五氟乙烷、二氯三氟乙烷和氯四氟 乙烷的恒沸物的形式夹带的氢氟酸。

可倾析馏分(B)以提供基本上包含氢氟酸的相和包含有机化合物的相。 这两相随后送至预处理步骤。

优选地，预处理步骤的催化剂是氟化作用催化剂。有利地，预处理步骤 的催化剂与反应步骤(i)中涉及的催化剂具有相同的性质。

反应步骤(i)中的HF/有机化合物摩尔比优选为5-60，有利地为7-30。温 度可为300-400℃，优选330-370℃。

根据本发明的方法尤其最为合适的是反应步骤在1-15巴绝对压力、优 选2-10巴绝对压力、并且有利地为5-9巴绝对压力的压力下实施。

当馏分(A)包含二氯三氟乙烷和/或氯四氟乙烷时，其可在氢氟酸和任选 的五氟乙烷的分离之后经历氟化步骤，在该氟化步骤期间，二氯三氟乙烷和 /或氯四氟乙烷与氢氟酸在气相中在催化剂的存在下反应以提供五氟乙烷。可 以随后再循环未反应的二氯三氟乙烷和/或未反应的氯四氟乙烷和未反应的 氢氟酸。